کائولن در صنایع مختلف ‌به‌عنوان ماده اولیه اصلی یا ماده جانبی در کنار دیگر مواد به کار می‌رود.کائولن دارای خواصی چون خاصیت پوششی بسیار خوب، داشتن رنگ سفید، ثابت بودن خواص فیزیکی با تغییرات PH، کم بودن قابلیت هدایت گرمایی و الکتریکی، نرم بودن، سایندگی و قیمت ارزان است.
مهم‌ترین کاربردهای کائولن ‌به‌عنوان رنگدانه در کاغذ، پلاستیک، رنگ، لاستیک، چسب، پلاستیک‌سازی، کاغذ‌سازی، رنگ‌سازی، لاستیک‌سازی، سرامیک‌سازی، صنایع نسوز، در صنایع شیمیایی به‌عنوان کاتالیزور، افزودنی سیمان، تولید زئولیت و سولفات آلومینیوم، فایبرگلاس، ظروف دارویی و حشره‌کش‌ها را می‌توان نام برد.

کائولن که برای کانسارهای رسی تقریبا سفید به‌کار می‌رود و از نظر صنعتی به رسی‌هایی که دارای مقدار قابل توجهی کائولینیت باشند، اطلاق می‌شود. این کانسارها اغلب شامل کانی کائولینیت یا فرآورده‌های به‌دست آمده از آن هستند. در گذشته اصطلاح خاک چینی ‌به‌عنوان مترادف کائولن استفاده می‌شد. نام کائولن از کلمه کائولینگ چینی به معنای تپه سفید مشتق شده است که از آن خاک کائولن استخراج می‌شد

:مشخصات کائولن 

کائولن یک اصطلاح اقتصادی است که برای کانسارهای رسی تقریباً سفید به کار می رود و از نظر صنعتی به رسی هایی که دارای مقدار قابل توجهی کائولینیت باشند،اطلاق می‌شود.

این کانسارها اغلب شامل کانی کائولینیت و یا فرآورده های بدست آمده از آن می باشند. در گذشته اصطلاح خاک چینی به عنوان مترادف کائولن استفاده می شد. نام کائولن از کلمه کائولینگ چینی به معنای تپه سفید مشتق شده است که از آن خاک کائولن استخراج می شده است.

کائولن از مجموعه کانی های رسی بوده و فرمول شیمیایی آن H4Al2Si2O9 می باشد.کانی های کائولن شامل کائولینیت، دیکیت، ناکریت و هالوزیت می باشد. فراوان ترین کانی این گروه کائولینیت می باشد. همه این کانی ها جزء کانی های آلومینو- سیلیکات می باشند که در سیستم مونوکلینیک و یا تری کلینیک متبلور می شوند. از مهم ترین خصوصیات کانی شناسی رس های کائولن نرمی و عدم سایندگی آنها می باشد. سختی کائولن در مقیاس موهر در حدود ۲-۵/۲ می باشد. این نرمی در کاربردهای صنعتی آن یک مزیت محسوب می شود.

رس های کائولن اکثراً از آلتراسیون کانی های آلومینیوم سیلیکات در نواحی گرم و مرطوب بوجود می آیند. فلدسپات ها از جمله کانی های عمومی منشاء پیدایش آنها می باشد. پلاژیوکلاز فلدسپارها (سدیم یا پتاسیم) معمولاً در ابتدا کائولینه می شوند. فلدسپارهای پتاسیک به کندی آلتره شده و تولید کائولن های مخلوط با سریسیت دانه ریز، ایلیت یا هیدروموسکویت می کند.

کائولن یا خاک چینی به رنگ سفید بیشترین کاربرد را در تولید چینی و سرامیک دارد.

آمریکا، روسیه، جمهوری چک و برزیل بزرگ ترین تولید کنندگان کائولن می باشند.

به طور خلاصه خصوصیات مهم کائولن، که مصارف متعدد آن را سبب شده است می توان به صورت زیر نام برد:

۱٫ از نظر شیمیایی در گستره وسیعی از تغییرات PH بدون تغییر می ماند.

۲٫ داشتن رنگ سفید که آن را به صورت ماده رنگی قابل استفاده می سازد.

۳٫ دارا بودن خاصیت پوششی بسیار خوب

۴٫ نرمی و غیر سایشی بودن آن

۵٫ قابلیت اندک هدایت جریان الکتریسیته و گرما

۶٫ قیمت ارزان

کانی های کائولن:

·         کائولینیت Kaolinit :

کائولن با نام کانی شناسی کائولینیت با فرمول شیمیایی  Al4(  Si4O10 ) ( OH)8  در سیستم تری کلینیک و سختی حدود ۵/۲-۱، دارای ۵/۳۹ درصد Al2O3،۵/۴۶ درصد SiO2 و ۱۴ درصد آب بوده و وزن مخصوص ۶/۲ – ۱/۲ گرم بر سانتی مترمکعبو نقطه ذوب آن °C 1785 است. رنگ آن سفید مایل به زرد و گاهی هم کمی سبز یا آبی رنگ بوده وطعم خاک دارد و به صورت مرطوب، بوی شدید خاک می دهد. این کانی اغلب دارای پلاستیسیته بوده و عملاً در آب، اسیدهای سرد و رقیق، اسید کلریدریک و اسید سولفوریک گرم و غلیظ و ئیدروکسیدهای قلیایی نامحلول حل می شود.

اغلب ذخایر کائولینی در اثر هوازدگی و تجزیه سنگهای ولکانیکی حاوی سیلکات آلومینیوم بوجود می آیند. سنگهای گرانیتی، گنایس ها، کوارتز، پورفیری ها و همچنین رسوبات حاوی فلدسپات ها، میکا و زئولیت جهت ایجاد کائولینیت مناسب می باشند که در اثر هوازدگی و تجزیه شیمیائی مواد قلیائی و مقداری از SO2 خارج شده و کوارتز و سایر کانی های همراه بصورت ترکیب باقی می مانند.

کائولن ممکن است نتیجه آلتراسیون هیدروترمال باشد. در این صورت، محلول هیدروترمال سردتر از ۳۰۰ درجه سانتی گراد در داخل سنگهای با فلدسپات بالا، سبب شستن یون های + Ca++,K+, Na  و سایر کاتیون ها و رسوب آنها با +H بیشتر می شود. اغلب این گونه ذخایر در ارتباط با سیستم متئوریک هیدروترمال، که حرارت از سنگهای ولکانیکی مشتق می شود، می باشند.

ذخایر بزرگی از کائولینیت در منطقه CORNWALL انگلستان در خارجی ترین قسمت های سیستم هیدروترمالی، مرتبط با باتولیت های گرانیتی وجود دارند که به عمق چندین کیلومتر تشکیل شده اند.

کائولینیت در مقایسه با ناکریت- دیکیت از نظم کمتری برخوردار است و به همین دلیل اندازه بلور و ذرات اندازه بلور و ذرات هالوزیت در مقایسه با بقیه کوچکتر است. کائولینیت در زون های هوازده و آلتراسیون سنگ های آذرین و دگرگونی به ویژه فلدسپارها تشکیل می شود.

·         رس توپی:

رس توپی یک نوع سنگ رسوبی است که حاوی کائولینیت و مقدار جزئی ایلیت، کلریت، کوارتز و مونتموریونیت است. ذرات کائولینیت در رس توپی در مقایسه با سایر منابع رس دار کوچکتر است. مقدار کائولینیت رس توپی۲۰ تا ۹۵ درصد، کوارتز آن ۱۰ تا ۷۰ درصد و ایلیت و کلریت آن ۵ تا ۴۵ درصد است. مواد آلی، مونتموریونیت، ترکیبات اهن، اکسید تیتان و نمک های محلول از جمله ناخالصی های رس توپی هستند. رس توپی بیشتر همراه با لایه های زغال دار است و از آن جا که ذرات ریز کانی های رسی را به همراه دارد، خاصیت شکل پذیری آن بسیار خوب است. رنگ رس توپی قهوه ای مایل به سیاه است و مصارف آن عبارتند از : سرامیکهای بهداشتی، چینی های الکتریکی، انواع کاشی ها، ظروف غذاخوری، صنایع دستی و دیرگدازها.

·         هالوزیت:

هالوزیت نوعی کائولین است که به دو حالت آب دار و بدون آب یافت می شود و ترکیب نوع آب دار آن مشابه بقیه است و تنها دو مولکول اضافی آب دارد (۲SiO2.Al2O3.4H2O ).

تشخیص هالوزیت به کمک پراش اشعه ایکس امکان پذیر است. هالوزیت بیشتر در زون های آلتراسیون و بندرت در زون های هوازده ساپرولیت یافت می گردد. عمده مصارف آن در تهیه سیمان پورتلند و تهیه نسوزها و سرامیک است.

·         دیکیت:

دیکیت نوعی کائولین است که در سیستم مونوکلینیک متبلور می شود و عمدتاً در زون های آلتراسیون تشکیل می شود.

·         ناکریت :

ناکریت نوعی کائولین است که در سیستم مونوکلینیک متبلور می شود. نحوه قرار گیری ورقه های کائولینیت در ناکریت منظم است و بر همین اساس بلورهای آنها بزرگترند و به سمت هالوزیت کاملاً بی نظم است (ناکریت- دیکیت- کائولینیت- هالوزیت). ناکریت کمیاب بوده و در زون های آلتراسیون تشکیل می شود.

·         خاک رس آتشخوار :

بیشتر خاک رس آتشخوار از کائولینیت تشکیل گردیده، کائولین در آن به خوبی متبلور می شد و نظم مطلوبی در شبکه آن وجود دارد. خاک رس آتشخوار، علاوه بر کائولین حاوی اکسید و هیدروکسیدهای آلومینیوم نیز هست. هر نوع خاکی که دمای بیش از ۱۵۰۰ درجه سانتی گراد را تحمل کند و میزان AL2O3 موجود در آن قابل توجه باشد، به خاک رس آتشخوار معروف است. خاک رس آتشخوار به انواع شکل پذیر، نیمه شکل پذیر و بی شکل تقسیم می گردد. خاک رس آتشخوار، بیشتر در افقهای پایین لایه های زغال دار پیدا می شود.

مصرف عمده این خاک در تهیه آجرهای آتشخوار است که به شاموت معروفند. دیگر مصارف آن در ساخت قطعات کوره ها، دیگهای گرمابی و کاشی های نسوز است.

 بیشترین مصارف کائولن در پر کننده، پوشش دهنده با جلای خاص و سفید کننده، منبسط کننده، ایجاد کننده مقاومت در مقابل سایش، رقیق کننده، سخت کننده در صنایع پتروشیمی، نرم کننده سطح و به عنوان کاتالیزور در صنایع مختلف،کاغذسازی، سرامیک، مرکب و رنگ سازی، دیرگداز، پلاستیک، لاستیک، دارویی، فایبرگلاس، صنایع نسوز، مصالح ساختمانی، حشره کش، جذب کننده، مواد پاک کننده، مواد غذایی، تهیه داروها، صنایع کشاورزی و تهیه کودهای شیمیایی است.

در ایران از این ماده معدنی در آجرهای شاموتی، پوشش داخلی کوره ها، دیگ های گرمایی و کاشی استفاده می شود.

کاربرد شیمیایی:

کائولن دارای آلومینا و سیلیکا است (افزودنی سیمان، تولید زئولیت و سولفات آلومینیوم، تولید فایبرگلاس، کاتالیزور و عمل کننده‌های کاتالیزور، ظروف دارویی، حشره‌کش‌ها، غذای حیوانات).

یکی از پرارزش‌ترین مصارف کائولن، ‌مصرف در صنایع شیمیایی و بویژه بعنوان کاتالیزور می‌باشد. در ایالات متحده امریکا حدود ۵ درصد کل مصرف کائولن در این زمینه صورت میپذیرد. خصوصیات کائولن مصرفی محدود به شرکت‌هایی می شود که از تکنولوژی خاص و پیشرفته برخوردار هستند و از مصارف عمده کائولن، استفاده بعنوان کاتالیزوز FCC در صنایع نفت و ساخت زئولیت مصنوعی است. ترکیبات آلومینیوم از جمله سولفات آلومینیوم که در صنعت کاغذ سازی و در تصفیه آب مصرف عمده دارند، از دیگر مصارف عمده کائولن در این بخش می باشد.

اصولاً مصرف کائولن در کاتالیست‌ها در ایالات متحده امریکا،‌کشورهای اروپای غربی و برخی از کشورهای آسیایی از قبیل ژاپن، کره جنوبی صورت میگیرد. میزان مصرف کائولن در کاتالیست‌ها در سال ۱۹۹۷ توسط ایالات متحده امریکا بالغ بر ۲۲۷ هزار تن بوده است که در سال ۱۹۹۸ با کمی کاهش به ۲۰۰ هزار تن رسیده است.

با کاربری درسرامیک:

۸۵-۷۵% کائولینیت تولید شده در صنایع سرامیک به مصرف می رسد، چراکه دیگر کانی‌ها در رنگ، ویسکوزیته و سایندگی تاثیر می‌گذارند. کائولن مورد استفاده در چینی استخوانی می‌بایست درخشندگی ۹۱-۸۳% در دمای ۱۱۸۰C و کمتر از۹/۰% Fe2O3 داشته باشد. اندازه دانه در مقاومت و سختی موثر است، لذا انواع ریزتر برای چینی استخوانی، حدواسط برای ظروف سفالی و انواع درشت برای سرویس بهداشتی کاربرد دارد.

باکاربری نسوز:

انواع نسوز کائولینیت باید تا دمای ۱۵۰۰ C صلابت خود را حفظ کند، برپایه مناسب بودن و درجه آن به ۴ دسته تقسیم می‌شوند. آزمایشات مختلفی برای سنجش درجه نسوزی و مقاومت دربرابر حرارت، فرسایش و تخلخل آن انجام می‌شود. رس‌های مورد استفاده در نسوز ممکن است براساس مقدار Al2O3 تقسیم‌بندی شوند که نوع کم آهن و کم‌آلکالی ارجحیت دارد.

حرف آخر

با اطلاعات ارائه شده در متن مقاله می توان گفت کائولن یکی از ترکیبات مهم چینی بهداشتی و صنعت سرامیک است که وجود آن سفیدی و جلای خاصی به این محصول می دهد.این ماده در ترکیب با مواد دیگر سرامیک را بوجود می آورد.امروزه سرامیک نقش مهمی در بهداشت منازل و محل کار ما انسان ها دارد و استفاده های متغیری از آن می کنیم.

برای اطلاع از محصولات بهداشتی ما و مشاوره رایگان میتوانید فقط با شماره 051-36904380 و شماره همراه .09156483948 تماس بگیرید.منتظر تماس شما دوست عزیز هستیم